- 1. Инварианты
- 2. Виды исключений
- 3. std::logic_error
- 4. std::invalid_argument
- 5. std::domain_error
- 6. std::length_error
- 7. std::out_of_range
- 8. std::future_error
- 9. std::runtime_error
- 10. std::range_error
- 11. std::overflow_error
- 12. std::underflow_error
- 13. std::system_error
- 14. std::ios_base::failure
- 15. std::bad_typeid
- 16. std::bad_cast
- 17. std::bad_weak_ptr
- 18. std::bad_function_call
- 19. std::bad_alloc
- 20. std::bad_array_new_length
- 21. std::bad_exception
Что такое исключение? Это ситуация, которая не предусмотрена стандартным поведением программы. Например, попытка доступа к элементу в классе Vector (который мы разбирали в статье про классы ), который не существует. То есть происходит выход за пределы вектора. В данном случае можно воспользоваться исключениями, чтобы прервать выполнение программы. Это необходимо потому, что
- Как правило в таких случаях, автор класса Vector не знает, как пользователь захочет использовать его класс, а также не знает в какой программе этот класс будет использоваться.
- Пользователь класса Vector не может всегда контролировать правильность работы этого класса, поэтому ему нужно сообщить о том, что что-то пошло не так.
Для разрешения таких ситуация в C++ можно использовать технику исключений.
Рассмотрим, как написать вызов исключения в случае попытки доступа к элементу по индексу, который не существует в классе Vector.
double& Vector::operator[](int i)
{
if (i<0 || size()<=i) throw out_of_range{"Vector::operator[]"};
return elem[i];
}
Здесь применяется исключение
out_of_range.
Данное исключение определено в заголовочном файле
Оператор throw передаёт контроль обработчику для исключений типа out_of_range в некоторой функции, которая прямо или косвенно вызывает Vector::operator . Для того, чтобы обработать исключения необходимо воспользоваться блоком операторов try catch.
void f(Vector& v)
{
// ...
try { // блок обработки функции с исключением
v[v.size()] = 7; // попытка доступа к элементу за пределами вектора
}
catch (out_of_range) { // ловим ошибку out_of_range
// ... обработки ошибки out_of_range ...
}
// ...
}
Инварианты
Также блоки try catch позволяют производить обработку нескольких различных исключений, что вносит инвариантность в работу механизма исключений C++.
Например, класс вектор при создании может получить неправильный размер вектора или не найти свободную память для элементов, которые он будет содержать.
Vector::Vector(int s)
{
if (s < 0) throw length_error{};
elem = new double[s];
sz = s;
}
Данный конструктор может выбросить исключение в двух случаях:
- Если в качестве аргумента size будет передано отрицательное значение
- Если оператор new не сможет выделить память
length_error - это стандартный оператор исключений, поскольку библиотека std часто использует данные исключения при своей работе.
Обработка исключений будет выглядеть следующим образом:
void test()
{
try {
Vector v(−27);
}
catch (std::length_error) {
// обработка отрицательного размера вектора
}
catch (std::bad_alloc) {
// обработка ошибки выделения памяти
}
}
Также можно выделить свои собственные исключения.
Виды исключений
Все исключения стандартной библиотеки наследуются от std::exception.
На данный момент существуют следующие виды исключений:
- logic_error
- invalid_argument
- domain_error
- length_error
- out_of_range
- future_error (C++11)
- runtime_error
- range_error
- overflow_error
- underflow_error
- system_error (C++11)
- ios_base::failure (начиная с C++11)
- bad_typeid
- bad_cast
- bad_weak_ptr (C++11)
- bad_function_call (C++11)
- bad_alloc
- bad_array_new_length (C++11)
- bad_exception
- ios_base::failure (до C++11)
std::logic_error
Исключение определено в заголовочном файле
Определяет тип объекта, который будет брошен как исключение. Он сообщает об ошибках, которые являются следствием неправильной логики в рамках программы, такие как нарушение логической предпосылки или класс инвариантов, которые возможно предотвратить.
Этот класс используется как основа для ошибок, которые могут быть определены только во время выполнения программы.
std::invalid_argument
Исключение определено в заголовочном файле
Наследован от std::logic_error. Определяет исключение, которое должно быть брошено в случае неправильного аргумента.
Например, на MSDN приведён пример, когда в объект класса bitset из стандартной библиотеки
// invalid_arg.cpp
// compile with: /EHsc /GR
#include <bitset>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
try
{
bitset< 32 > bitset( string( "11001010101100001b100101010110000") );
}
catch ( exception &e )
{
cerr << "Caught " << e.what( ) << endl;
cerr << "Type " << typeid( e ).name( ) << endl;
};
}
\* Output:
Caught invalid bitset<N> char
Type class std::invalid_argument
*\
В данном примере передаётся неправильная строка, внутри которой имеется символ 'b', который будет ошибочным.
std::domain_error
Исключение определено в заголовочном файле
Наследован от std::logic_error. Определяет исключение, которое должно быть брошено в случае если математическая функция не определена для того аргумента, который ей передаётся, например:
std::sqrt(-1)
std::length_error
Исключение определено в заголовочном файле
Наследован от std::logic_error. Определяет исключение, которое должно быть броше в том случае, когда осуществляется попытка реализации превышения допустим пределов для объекта. Как это было показано для размера вектора в начале статьи.
std::out_of_range
Исключение определено в заголовочном файле
Наследован от std::logic_error. Определяет исключение, которое должно быть брошено в том случае, когда происходит выход за пределы допустимого диапазона значений объекта. Как это было показано для диапазона значений ветора в начале статьи.
std::future_error
Исключение определено в заголовочном файле
Наследован от std::logic_error. Данное исключение может быть выброшено в том случае, если не удалось выполнить функцию, которая работает в асинхронном режиме и зависит от библиотеки потоков. Это исключение несет код ошибки совместимый с std::error_code .
std::runtime_error
Исключение определено в заголовочном файле
Является базовым исключением для исключений, которые не могут быть легко предсказаны и должны быть брошены во время выполнения программы.
std::range_error
Исключение определено в заголовочном файле
Исключение используется при ошибках при вычислении значений с плавающей запятой, когда компьютер не может обработать значение, поскольку оно является либо слишком большим, либо слишком маленьким. Если значение является значение интегрального типа, то должны использоваться исключения underflow_error или overflow_error .
std::overflow_error
Исключение определено в заголовочном файле
Исключение используется при ошибках при вычислении значений с плавающей запятой интегрального типа, когда число имеет слишком большое положительное значение, положительную бесконечность, при которой происходит потеря точности, т.е. результат настолько большой, что не может быть представлен числом в формате IEEE754.
std::underflow_error
Исключение определено в заголовочном файле
Исключение используется при ошибках при вычислении значений с плавающей запятой интегрального типа, при которой происходит потеря точности, т.е. результат настолько мал, что не может быть представлен числом в формате IEEE754.
std::system_error
Исключение определено в заголовочном файле
std::system_error - это тип исключения, которое вызывается различными функциями стандартной библиотеки (как правило, функции, которые взаимодействуют с операционной системой, например, конструктор std::thread ), при этом исключение имеет соответствующий std::error_code .
std::ios_base::failure
Исключение определено в заголовочном файле
Отвечает за исключения, которые выбрасываются при ошибках функций ввода вывода.
std::bad_typeid
Исключение определено в заголовочном файле
Исключение этого типа возникает, когда оператор typeid применяется к нулевому указателю полиморфного типа.
#include <iostream>
#include <typeinfo>
struct S { // Тип должен быть полиморфным
virtual void f();
};
int main()
{
S* p = nullptr;
try {
std::cout << typeid(*p).name() << '\n';
} catch(const std::bad_typeid& e) {
std::cout << e.what() << '\n';
}
}
std::bad_cast
Исключение определено в заголовочном файле
Данное исключение возникает в том случае, когда производится попытка каста объекта в тот тип объекта, который не входит с ним отношения наследования.
#include <iostream>
#include <typeinfo>
struct Foo { virtual ~Foo() {} };
struct Bar { virtual ~Bar() {} };
int main()
{
Bar b;
try {
Foo& f = dynamic_cast<Foo&>(b);
} catch(const std::bad_cast& e)
{
std::cout << e.what() << '\n';
}
}
std::bad_weak_ptr
Исключение определено в заголовочном файле
std::bad_weak_ptr – тип объекта, генерируемый в качестве исключения конструкторами std::shared_ptr , которые принимают std::weak_ptr в качестве аргумента, когда std::weak_ptr ссылается на уже удаленный объект.
#include <memory>
#include <iostream>
int main()
{
std::shared_ptr<int> p1(new int(42));
std::weak_ptr<int> wp(p1);
p1.reset();
try {
std::shared_ptr<int> p2(wp);
} catch(const std::bad_weak_ptr& e) {
std::cout << e.what() << '\n';
}
}
std::bad_function_call
Исключение определено в заголовочном файле
Данное исключение генерируется в том случае, если был вызван метод std::function::operator() объекта std::function , который не получил объекта функции, то есть ему был передан в качестве инициализатора nullptr, например, а объект функции так и не был передан.
#include <iostream>
#include <functional>
int main()
{
std::function<int()> f = nullptr;
try {
f();
} catch(const std::bad_function_call& e) {
std::cout << e.what() << '\n';
}
}
std::bad_alloc
Исключение определено в заголовочном файле
Вызывается в том случае, когда не удаётся выделить память.
std::bad_array_new_length
Исключение определено в заголовочном файле
Исключение вызывается в следующих случаях:
- Массив имеет отрицательный размер
- Общий размер нового массива превысил максимальное значение, определяемое реализацией
- Количество элементов инициализации превышает предлагаемое количество инициализирующих элементов
#include <iostream>
#include <new>
#include <climits>
int main()
{
int negative = -1;
int small = 1;
int large = INT_MAX;
try {
new int[negative]; // negative size
new int[small]{1,2,3}; // too many initializers
new int[large][1000000]; // too large
} catch(const std::bad_array_new_length &e) {
std::cout << e.what() << '\n';
}
}
std::bad_exception
Исключение определено в заголовочном файле
std::bad_exception - это тип исключения в C++, которое выполняется в следующих ситуациях:
- Если нарушается динамическая спецификация исключений
- Если std::exception_ptr хранит копию пойманного исключения, и если конструктор копирования объекта исключения поймал current_exception, тогда генерируется исключение захваченных исключений.
#include <iostream>
#include <exception>
#include <stdexcept>
void my_unexp() { throw; }
void test() throw(std::bad_exception)
{
throw std::runtime_error("test");
}
int main()
{
std::set_unexpected(my_unexp);
try {
test();
} catch(const std::bad_exception& e)
{
std::cerr << "Caught " << e.what() << '\n';
}
}
std::underflow_error - это не "число имеет слишком большое отрицательное значение", а потеря точности при вычислениях, т.е. результат настолько мал, что не может быть представлен числом в формате IEEE754
Спасибо. Дополнил.